Auch im Bereich der Erfassung von elektrischen Größen in Verteilungs- und Übertragungsnetzen werden diverse Digitalisierungstechnologien erfolgreich erprobt und finden immer mehr Zuspruch bei Netzbetreibern.

Zu diesen Technologien gehören die sog. digitalen Schnittstellen, deren Ziel es ist, die Messgrößen in unmittelbarer Nähe der Mittel- und Hochspannungsanlagen in einen digitalen Daten-Stream umzuwandeln und an alle relevanten Mess-, Schutz-, und Überwachungsgeräte zu verteilen.

Der Vorteil dieser Schnittstellen liegt im geringeren Verdrahtungsaufwand bei einer gleichzeitig starken Flexibilisierung der Datenverteilung, was auch den Anwendungsbereich der Netzwerküberwachungsalgorithmen deutlich erweitert.

In diesem Zusammenhang bietet es sich außerdem an, innovative Erfassungsmethoden für elektrische Größen einzusetzen. Eine Methode ist unter der Bezeichnung nicht-konventionelle Messwandler bekannt. Diese wandeln hohe Spannungen sowie große Ströme in Kleinsignale und können quasi direkt über digitale Schnittstellen erfasst und in Anlagen verteilt werden. Im Vergleich zu konventionellen Wandlern sind diese material- und platzsparend sowie robust. Aus messtechnischer Sicht bieten sie eine große Bandbreite und eine lineare Umwandlungskennlinie in einem großen Messbereich.

Vor dem Hintergrund, dass diese Technologien zunehmend an Bedeutung gewinnen und in naher Zukunft den Stand der Technik in elektrischen Versorgungsnetzen darstellen werden, ist es wichtig, diese modernen Technologien im didaktischen Konzept der Studiengänge der Elektrischen Energietechnik zu berücksichtigen.

Dank der Zusammenarbeit zwischen dem Bereich Schutz- und Leittechnik der Fakultät Elektrotechnik und Informatik und der Siemens AG Smart Infrastructure war es möglich, einen von Siemens entwickelten Hardware-Emulator für nichtkonventionelle Wandler zu beschaffen und so diese Technologie als weiteren Laborversuch und Forschungsausrüstung den Studierenden der Hochschule anzubieten. Der Emulator wird in der Praxis nicht nur für Testzwecke, sondern auch bei der Inbetriebnahme von Hochspannungsanlagen eingesetzt. Die Übergabe des Emulators fand am 27.02.2023 durch Federico Canas (Fa. Siemens) statt. Herr Canas - seit vielen Jahren als Senior Key Expert und Senior Hardware Developer bei der Siemens AG tätig - beschäftigt sich mit der Entwicklung von Baugruppen für nichtkonventionelle Strom- und Spannungswandler und ist Entwickler dieses Emulators.

Bei seinem Besuch nahm er nicht nur den Emulator mit einer digitalen Schnittstelle in Betrieb, sondern vermittelte auch wichtige Eigenschaften dieser neuen Technologie und deren Einfluss auf konventionelle Schutz- und Überwachungsalgorithmen.  

Herzlichen Dank an die Fa. Siemens und Federico Canas für diese Unterstützung und die zahlreichen Diskussionen! Die Hochschule Zittau kann so neben einem erweiterten Lehrangebot auch weitere Forschungsfelder identifizieren.